20535 (Устойчивость работы промышленных объектов при ЧС)

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Тема: Устойчивость работы промышленных объектов при ЧС.

Цель: Получить навыки в проведении расчетно-исследовательской работы по оценке устойчивости объекта народного хозяйства при ЧС.

1. В турбодизельном цехе (ТДЦ) работает в 1-ю смену 270 чел., во 2-ю-260 чел.

2. Под ТДЦ имеется убежище с площадью для укрываемых S_укр.=760 м².

3. В Пункте управления (ПУ) ТДЦ работает 8 чел.

4. Отдельно-стоящее убежище завода №2 имеет перекрытие из бетона h_бет.=60 см, и грунта h_гр.=56 см.

5. Климатическая зона III.

6. Расстояние, на которое происходит эвакуация R_эвак=30 км.

7. Расстояние от геометрического центра города до судоремонтного завода R_г=6,6 км.

8. Возможная мощность ядерного боеприпаса при нанесении ядерного удара по городу q_в=500 кт. Взрыв воздушный.

9. Расстояние от объекта “Б” до судоремонтного завода R_объек=150 км.

10. Мощность наземного ядерного взрыва нанесённого по объекту “Б” q_н=200 кт.

11. Скорость среднего ветра V_в=100 км/ч.

12. Одно вероятное отклонение МБР Е=120 м. (Максимальное отклонение от точки прицеливания равно 5·Е).

13. Направление ветра 165 градусов. При направлении ветра 165 градусов ось следа радиоактивного облака пройдет через судоремонтный завод.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ И ИХ МАКСИМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ СРЗ

На основании исходных данных определяем:

а) возможное минимальное расстояние от СРЗ до эпицентра воздушного ядерного взрыва, нанесённого по городу. При нанесении по городу одного ядерного удара за точку прицеливания принимается геометрический центр города.

R_min = R_г 5·Е,

где R_min - минимальное расстояние от СРЗ до эпицентра взрыва.

R_г - расстояние от геометрического центра города до СРЗ.

Е одно вероятное отклонение МБР.

R_min = 6,6 – 5·0,120= 6,0 км.

б) Определим поражающие факторы, которые могут воздействовать на СРЗ от воздушного взрыва, нанесённого по городу.

1. Определим радиус действия ударной волны. При избыточном давлении 10 кПа это расстояние равно 11,3 км. Полученный результат превосходит минимальное расстояние от эпицентра ядерного взрыва до объекта, следовательно, действие ударной волны будет ощущаться.

2. Радиус зон возникновения пожаров, вызванных действием светового излучения равен 7,8 км. СРЗ попадает в эту зону.

3. Определим степень воздействия на объект проникающей радиации. По мощности ядерного взрыва q_в = 500 кт определяем, что нулевая доза проникающей радиации соответствует расстоянию 3,5 км от центра взрыва. Так как минимальное расстояние от эпицентра взрыва до СРЗ равно 6,0 км, т.е. больше, чем 3,5 км, то проникающая радиация воздействовать на объект не будет.

4. При воздушном взрыве радиоактивное заражение местности практически отсутствует, так как радиоактивные продукты взрыва поднимаются вместе с огненным шаром, не смешиваясь с частицами грунта.

5. Особенностью электромагнитного импульса (ЭМИ) как поражающего фактора является его способность распространяться на десятки и сотни километров в окружающей среде и по различным коммуникациям. Поэтому ЭМИ может оказать воздействие там, где ударная волна, световое излучение и поражающая радиация теряют своё значение, как поражающие факторы. В нашем случае действие ЭМИ нельзя исключить.

в) Определим поражающие факторы, которые могут воздействовать на СРЗ от наземного ядерного взрыва, нанесённого по объекту "Б".

1. Определим радиус действия ударной волны. При избыточном давлении 10 кПа это расстояние R_ув=6,5 км, что значительно меньше расстояние от центра ядерного взрыва объекта "Б" до СРЗ, следовательно, действие ударной волны можно не учитывать.

2. Радиус зон возникновения пожаров, вызванных действием светового излучения равен 3,8 км. СРЗ в эту зону не попадает.

3. Определим степень воздействия на объект проникающей радиации. По справочнику по мощности ядерного взрыва q_н = 200 кт определяем, что нулевая доза проникающей радиации соответствует расстоянию 3,2 км от центра взрыва. Так как минимальное расстояние от эпицентра взрыва до СРЗ равно 150 км, т.е. намного больше, чем 3,2 км, то проникающая радиация воздействовать на объект не будет.

4. Радиоактивное заражение местности при наземном ядерном взрыве отличается масштабностью, продолжительностью воздействия, скрытостью поражающего действия , так как при взрыве в грунте образуется воронка, в облако взрыва вовлекается огромное количество грунта, который обусловливает сильное радиоактивное заражение местности как в районе взрыва, так и в направлении движения радиоактивного облака. СРЗ попадет в зону А, т.к. ее длина L_А =255 км, при скорости ветра 100 км/час и направлении ветра 165 градусов (ось следа проходит через СРЗ), а расстояние до объекта “Б” R_об= 150 км.

Результаты анализа поражающих факторов действующих на СРЗ сводим в табл.1.

Таблица 1.

Поражающие факторы, действующие на СРЗ.

1.1 Определение величины избыточного давления действующего на СРЗ

а) Исходя из мощности взрыва q_в=500 кт и минимального расстояния до СРЗ R_min= 6,0 км по расчётной линейке ГО определяем возможную максимальную величину избыточного давления Р_ф на территории СРЗ.

при R_min=6,0 км, Р_ф=20 кПа,

б) СРЗ находится в зоне слабых разрушений.

На объекте (СРЗ) можно ожидать следующих разрушений:

Промышленные здания

с тяжёлым металлическим каркасом слабое;

с лёгким каркасом среднее;

кирпичные – сильное;

деревянные – сильное.

Защитные сооружения разрушений иметь не будут.

в) В данных условиях необходимо провести исследование по оценке устойчивости СРЗ к воздействию ударной волны.

1.2 Значение и характеристика светового импульса, действующего на СРЗ

а) Зная величины q_в=500 кт и R_min=6,0 км, определяем радиус зон возникновения пожаров.

При R_min1=5,7 км, И_св1= 40 кал/см², а при R_min2=6,7 км, И_св2=30 кал/см². Интерполируя находим, что

И_св =37 кал/см²

Максимальная величина светового импульса И_св =37·42=1554 кДж/м².

б) Оценим влияние плотности застройки на распространение пожаров на территории СРЗ.

Под плотностью застройки (П) понимают отношение суммарной площади, занимаемой всеми постройками (S_п), к площади территории объекта (S_т):

Так как П > 20 %, то на территории СРЗ возможно ожидать сплошные пожары.

в) Устойчиво будут гореть все материалы, кроме досок окрашенных в белый цвет.

Исходя из вышеизложенного, делаем вывод, что противопожарные мероприятия необходимы.

1.3 Определение масштабов и степени радиоактивного заражения

а) По мощности наземного ядерного взрыва (q_н=200 кт), расстоянию от центра взрыва до СРЗ (R_объект=150 км) и скорости среднего ветра (V =100 км/ч) по справочнику определяем размеры зон радиоактивного заражения:

Таблица 2.

Размеры зон радиоактивного заражения.

б) СРЗ может оказаться в зоне А на оси следа.

в) Определяем возможную мощность дозы (уровень радиации) на территории завода:

на 10 часов после взрыва Р₁₀ = 2 Р/час;

на 1 часов после взрыва Р₁ = P₁₀·k=2·16=32 Р/час,

где k=16 по Табл.7.

г) Определяем возможную максимальную дозу облучения производственного персонала при нахождении его на открытой местности за время от момента выпадения радиоактивных осадков до полного распада радиоактивных веществ:

D=5·P₀·t₀,

.

Р₀=Р₁₀·k₁=2·10=20 Р/ч, где k₁=10 при t₀=1,5 ч выбираем по Табл.7.

D= 5·20·1,5=150 Р.

д) Необходима защита рабочих и служащих СРЗ в условиях данного РЗ, т.к. за 12 часов работы производственный персонал получит дозу равную 40% максимальной возможной дозы облучения:

D=D 40%=150·0,4=60 Р.

Что больше допустимой в военное время D_доп=50 Р.

1.4 Определение воздействия электромагнитного импульса

При оценке воздействия электромагнитного импульса (ЭМИ) на электрические сети, линии связи и другие токопроводящие элементы оборудования объекта необходимо учитывать, что ЭМИ характеризуется величинами горизонтальной и вертикальной составляющих напряжённостей электрического поля. Основную опасность при наземных и воздушных ядерных взрывах представляет вертикальная составляющая, которая превосходит горизонтальную в сотни раз.

Поэтому, определив величину вертикальной составляющей напряжённости электромагнитного поля, можно оценить устойчивость работы объекта к ЭМИ.

а) По мощности воздушного ядерного взрыва и минимальному расстоянию от эпицентра взрыва до СРЗ определяем ожидаемую на объекте вертикальную составляющую напряжённости электрического поля:

где Ев вертикальная составляющая напряжённости, В/м;

k коэффициент асимметрии относительно наземного взрыва, учитывающий влияние кривизны поверхности земли. Определяется по специальному графику; для данных условий принимаем k = 0,5;

R_min расстояние от эпицентра взрыва до объекта, км;

q мощность ядерного взрыва, кт.

б) Определяем максимальные ожидаемые напряжения, наводимые в вертикальных участках электрических линий, подводящих питание к электродвигателям оборудования турбодизельного цеха:

где U_в напряжение наводок, В;

l_в длина вертикального участка проводника, м;

коэффициент экранирования электрической линии (кабеля).

;

в) Определяем максимальное допустимое рабочее напряжение в сети исходя из того, что рабочее напряжение в сети U_п =380 В и допустимые колебания напряжения +(-) 20% :

380 + 380·20% = 456 В.

Таким образом, делаем вывод, что под воздействием ЭМИ оборудование ТДЦ устойчиво работать не будет.

2. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПЕРСОНАЛА СУДОРЕМОНТНОГО ЗАВОДА

2.1 Оценка защиты рабочих и служащих по вместимости защитных сооружений

а) Определяем количество рабочих и служащих большей работающей смены:

на заводе в целом - 1607 чел.;

только в турбодизельном цехе 270 чел.

б) Определяем вместимость имеемых на СРЗ защитных сооружений:

для завода в целом 480 + 370 + 245/0,5 = 1340 чел.;

только для турбодизельного цеха 60/0,5 = 120 чел.,

где n = 0,5 м²/ на чел., при 2-х ярусных нарах;

S_укр=60 м² площадь убежища для укрываемых под ТДЦ.

в) Определяем возможность укрытия в убежищах рабочих и служащих наибольшей работающей смены:

для завода в целом 1607 1340 = 267 чел.;